import java.util.ArrayList;

// 基于二分搜索树的映射实现
public class BST<K extends Comparable<K>, V>{

    private class Node{
        public K key;
        public V value;

        public Node left, right;

        public Node(K key, V value){
            this.key = key;
            this.value = value;
            left = null;
            right = null;
        }
    }

    private Node root;
    private int size;

    public BST(){
        root = null;
        size = 0;
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    // 向二分搜索树中添加新的元素（key， value）
    public void add(K key, V value) {
        root = add(root, key, value);
    }

    // 向以node为根的二分搜索树中插入元素（key， value），递归算法
    // 返回插入新节点后二分搜索树的根
    private Node add(Node node, K key, V value){

        if(node == null){
            size ++;
            return new Node(key, value);
        }

        if(key.compareTo(node.key) < 0)
            node.left = add(node.left, key, value);
        else if(key.compareTo(node.key) > 0)
            node.right = add(node.right, key, value);
        else    // key.compareTo(node.key) == 0
            node.value = value;

        return node;
    }

    // 返回以node为根节点的二分搜索树中，key所在的节点
    private Node getNode(Node node, K key){

        if (node == null)
            return null;

        if (key.compareTo(node.key) == 0)
            return node;
        else if (key.compareTo(node.key) < 0)
            return getNode(node.left, key);
        else    // if (key.compareTo(node.key)) > 0
            return getNode(node.right, key);
    }

    public boolean contains(K key) {
        return getNode(root, key) != null;
    }

    public V get(K key) {
        Node node = getNode(root, key);

        return node == null ? null : node.value;
    }

    // 更新操作
    public void set(K key, V newValue) {
        Node node = getNode(root, key);

        if (node == null)
            throw new IllegalArgumentException(key  + " deesn`t exists");

        node.value = newValue;
    }

    // 返回以node为根的二分搜索树的最小值所在的节点
    private Node minimum(Node node){
        if(node.left == null)
            return node;
        return minimum(node.left);
    }

    // 删除掉以node为根的二分搜索树中的最小节点
    // 返回删除节点后新的二分搜索树的根
    private Node removeMin(Node node){

        if(node.left == null){
            Node rightNode = node.right;
            node.right = null;
            size --;
            return rightNode;
        }

        node.left = removeMin(node.left);
        return node;
    }


    // 从二分搜索树中删除键为key的节点
    public V remove(K key) {

        Node node = getNode(root, key);
        if (node != null){
            root = remove(root, key);
            return node.value;
        }

        return null;
    }


    // 删除以node为根的二分搜索树中键为key的节点，递归算法
    // 返回删除节点后新的二分搜索树的根
    private Node remove(Node node, K key){

        if (node == null){
            return null;
        }

        if (key.compareTo(node.key) < 0){
            node.left = remove(node.left, key);
            return node;
        }
        else if (key.compareTo(node.key) > 0){
            node.right = remove(node.right, key);
            return node;
        }
        else{   // key.compareTo(node.key) == 0

            // 待删除节点左子树为空的情况
            if (node.left == null){
                // 此时的node为待删除节点
                Node rightNode = node.right;
                node.right = null;
                size --;
                return rightNode;   // 返回右子树根节点
            }

            // 待删除节点右子树为空的情况
            if (node.right == null){
                Node leftNode = node.left;
                node.left = null;
                size --;
                return leftNode;
            }

            // 待删除节点左右子树都不为空的情况
            // 找到比待删除节点大的节点, 即待删除节点右子树的最小节点
            // 或比待删除结点小的节点，即左子树最大节点
            // 用这个节点顶替待删除节点的位置
            Node successor = minimum(node.right);
            successor.right = removeMin(node.right);
            successor.left = node.left;

            node.left = node.right = null;

            return successor;
        }
    }

//    public static void main(String[] args) {
//        // write your code here
//
//        System.out.println("Pride and Prejudice");
//
//        ArrayList<String> words = new ArrayList<>();
//
//        if (FileOperation.readFile("e:/java/Pride and Prejudice.txt", words)){
//
//            System.out.println("Total words: " + words.size());
//
//            BSTMap<String, Integer> map = new BSTMap<>();
//
//            for (String word: words){
//                if (map.contains(word))
//                    map.set(word, map.get(word) + 1);
//                else
//                    map.add(word, 1);
//            }
//            System.out.println("Total different words: " + map.getSize());
//            System.out.println("Frequency of By: " + map.get("By") );
//        }
//    }

}
